透明なアルミニウムはどうなるのでしょうか?

ガラス製のチューブのように見えますが、実際はアルミニウムです。横にアスタリスクが付いているアルミニウムですが、これは単体のアルミニウムではなく、それを使用して作られた素材です。

上の画像の元となったツイートの結果、私たちは「透明アルミニウム」に関する話題に乗りました。このツイートは、パサデナのジェット推進研究所の科学システムエンジニアである [Jo Pitesky] によって投稿されました。 [ジョー] は、最近の JPL テクノロジーオープンハウスで、ガラス管の一部のように見える素材の管を扱う機会があったと報告しましたが、透明なアルミニウムとして請求されていました。 [ジョー] は、これはほとんどの人がプレイできない興味深いアーティファクトだったため、これをツイートしました。彼女の言う通り、これは魅力的です。

教材自体は興味深いもので、すぐに「これは何ですか?」などの実践的な質問が生まれました。何に良いのですか？どのように作られているのでしょうか？そして、それは本当にアルミニウムが SF のプロセスによって透明になったのでしょうか?

人生の多くのことと同様、その質問に対する答えは「それは状況による」です。この場合、アルミニウムをどのように定義するかによって異なります。より正確に言えば、それはアルミニウムであると称する素材に何を期待するかによって決まります。通常の古いアルミニウムは、導電性、熱伝導性、延性、展性、光沢など、金属に期待される特性をすべて備えた豊富な金属です。必要に応じて、それを溶かして使いやすい形に成形したり、サンドイッチを包むためにホイルに平たくしたり、それから作られた空き缶を額に押し付けたりすることもできます。

透明なアルミニウムにこれらの特性がすべて備わっていることを期待していると、がっかりするでしょう。彼女は具体的に材料を特定していないが、[ジョー] が扱うことになった材料はおそらく金属ではなく、アルミニウム、酸素、窒素が等量で構成され、次の化学式で知られる酸窒化アルミニウムと呼ばれるセラミックである可能性が高い。アオン。

酸窒化アルミニウムセラミックスは1980年代から存在しており、決して新しいものではありません。偶然にも、AlON の開発はスタートレック IV: The Voyage Home の制作とほぼ同時に進行していました。それは、スコッティがマウスをマイクとして使用して、「透明なアルミニウム」の製法をプレキシガラスのシートと交換しようとする、その映画の今では古典的なシーンからであり、AlON および同様の透明なセラミックの口語的な名前が付けられました。

明らかに金属ではないし、ガラスでもないにもかかわらず。ガラスは非晶質固体ですが、セラミックは結晶質です。AlON やその後開発されたその他の透明セラミックには、いくつかの驚くべき特性があります。 AlON は、製造元である Surmet Corporation によって独創的な名前ではない ALON として販売されており、焼結によって製造されます。粉末の材料を型に流し込み、莫大な圧力をかけながら圧縮し、数日間高温で調理します。得られた半透明の材料は、使用前に透明になるまで研削および研磨されます。

ALON は光学的に透明なだけでなく、非常に丈夫でもあります。テストの結果、厚さ 1.6 インチの ALON の積層ガラスは 50 口径のライフル弾を阻止できることが示されており、これは 3.7 インチの従来の「防弾」ガラスでも不可能です。 ALON は、赤外線波長において通常のガラスより優れた光学特性も備えています。ほとんどのガラスは赤外線を吸収しますが、ALON は本質的に赤外線を透過します。そのため、ALON は熱探索ミサイルやその他の IR 用途の窓に最適な選択肢となります。

欠点としては、ALON は高価であることです。強化ガラス市場では、従来の合わせガラスの価格の約 5 倍です。しかし、非常に多くの利点があり、特に優れた耐傷性があるため、一部の用途では選択される材料です。この材料の需要の増加によりコストが削減される可能性が高く、ゴリラガラスが透明なアルミニウムのスマートフォンスクリーンに置き換えられるまで、そう長くはかからないかもしれません。携帯電話を落としたときに実際に舗装に損傷を与える可能性があります。

それで、スコッティ、ごめんなさい。透明なアルミニウム金属などというものは存在しません。しかし、私たちが透明アルミニウムと呼んでいるものは、その響きと同じくらい魅力的で、まさに SF 的です。材料科学ってクールじゃないですか？ AlON のような他にも詳しく調べるべき興味深い資料がある場合は、以下のコメントでお知らせください。